2024届高三化学一轮复习 专题三 知识拓展专题09 锰及其化合物 讲义

锰及其化合物 【核心知识梳理】 1．锰(Mn) 锰是活泼金属，在空气中表面生成一层氧化物保护膜。锰在水中，因表面生成氢氧化锰沉淀而阻止反应继续进行。锰和强酸反应生成Mn(II)盐和氢气。但和冷浓H2SO4反应很慢(钝化) 2．锰的其化合物 锰元素的常见价态有＋7、＋6、＋4、＋3、＋2价，Mn2＋在酸性溶液中的稳定性强于在碱性溶液中的稳定性 (1)锰(II)化合物的性质 ①酸性介质：酸性介质中Mn2+稳定，只有很强的氧化剂(NaBiO3、PbO2、(NH4)2S2O8)才能氧化Mn2＋到MnOeq \o\al(－,4) 2Mn2＋＋5NaBiO3＋14H＋===5Na＋＋5Bi3＋＋2MnOeq \o\al(－,4)＋7H2O、 2Mn2＋＋5PbO2＋4H＋===2MnOeq \o\al(－,4)＋5Pb2＋＋2H2O 2Mn2+ ＋ 5S2O82－＋8H2O===2MnOeq \o\al(－,4)＋10SOeq \o\al(2－,4)＋16H+ 【微点拨】①介质不能用盐酸，因为Cl－有还原性，能与MnOeq \o\al(－,4)反应 ②Mn2＋的量不能太多，否则：2MnOeq \o\al(－,4)＋3Mn2＋＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ ②碱性介质：碱性Mn(II)极易氧化成Mn(IV)化合物 a．在碱性条件下Mn2＋容易被氧化：ClO－＋Mn2＋＋2OH－===Cl－＋MnO2↓＋H2O b．Mn(OH)2为白色难溶物，Ksp＝4.0×10－14，极易被空气氧化，水中少量氧气能将其氧化成褐色MnO(OH)2沉淀：2Mn(OH)2＋O2===2MnO(OH)2 (2)锰(IV)化合物的性质 ①最重要的Mn(IV)化合物是MnO2，二氧化锰在中性介质中很稳定，在碱性介质中倾向于转化成锰(Ⅵ)酸盐；在酸性介质中是一种强氧化剂，倾向于转化成Mn2+ MnO2＋4HCl(浓) 2MnO2＋2H2SO4(浓)===2MnSO4＋O2↑＋2H2O ②简单的Mn(IV)盐在水溶液中极不稳定，或水解生成水合二氧化锰MnO(OH)2，或在浓强酸中和水生成氧气和Mn(II) (3)Mn(Ⅵ)化合物的生成与性质 ①最重要的Mn(VI)化合物是锰酸钾K2MnO4。在熔融碱中MnO2被空气氧化生成K2MnO4 2MnO2＋O2＋4KOH2K2MnO4 (深绿色)＋2H2O ②MnOeq \o\al(2－,4)存在于强碱性溶液中，在酸性、中性环境中均发生歧化反应 3MnOeq \o\al(2－,4)＋2H2O===2MnOeq \o\al(－,4)＋MnO2↓＋4OH－ 3MnOeq \o\al(2－,4)＋4H＋===2MnOeq \o\al(－,4)＋MnO2↓＋2H2O ③锰酸钾是制备高锰酸钾(KMnO4)的中间体：2MnOeq \o\al(2－,4)＋2H2O===2MnOeq \o\al(－,4)＋2OH－＋H2↑ (4)KMnO4的性质 ①热稳定性差，通常保存在棕色试剂瓶中：4KMnO4＋2H2Oeq \o(=====,\s\up7(光照))4MnO2↓＋3O2↑＋4KOH ②在酸性介质中，MnOeq \o\al(－,4)具有强氧化性，本身被还原为Mn2＋：可以氧化Fe2＋、Cl－、H2C2O4、H2O2等 MnOeq \o\al(－,4)＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 2MnOeq \o\al(－,4)＋16H＋＋10Cl－===2Mn2＋＋5Cl2↑＋8H2O 2MnOeq \o\al(－,4)＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O 2MnOeq \o\al(－,4)＋6H＋＋5H2O2===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O ③在碱性、中性或微弱酸性溶液中，MnOeq \o\al(－,4)仍旧是氧化剂，本身被还原为MnO2 2MnOeq \o\al(－,4)＋I－＋H2O===2MnO2↓＋IOeq \o\al(－,3)＋2OH－ ④在强碱性溶液中，当MnOeq \o\al(－,4)过量时，还原产物是MnOeq \o\al(2－,4) 2MnOeq \o\al(－,4)＋SOeq \o\al(2－,3)＋2OH－===2MnOeq \o\al(2－,4)＋SOeq \o\al(2－,4)＋H2O。 【巩固练习】 1．工业以软锰矿(主要成分是MnO2，含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3)，其工业流程如图。下列说法错误的是(　　) A．浸锰过程中Fe2O3与SO2反应的离子方程式为Fe2O3＋SO2＋2H＋===2Fe2＋＋SOeq \o\al(2－,4)＋H2O B．过滤Ⅰ所得滤液中主要存在的金属阳离子为Mn2＋、Fe3＋和F